آلودگی‌های پرتوهای راكتورها

مشكل مورد نظر با گذر زمان آلودگی‌های پرتوهای راكتورها است. در حذف این آلودگی در مراتب بالاتر یك فیلتر تركیب لازم است. یك فیلتر  شامل یك یا چند مواد اضافی است كه در پرتو قرار می‌گیرد بنابراین AL و S با فیلتر F استفاده میشود تا پرتوی فیلتر  شده حاصل شود كه شامل نوترونها حدود 3/24 كیلوالكترون ولت خواهد بود، Ti و Co برای رسیدن به پرتوی فیلتر شده در 2 كیلو الكترون ولت است و S به Si لازم است تا پرتویی در Kev 55 بدست آید و كاهشی در شدت پرتوی فیلتر شده بطور قابل ملاحظه نشان داده میشود.

تكنیك دیگر جهت كاهش آلودگی نوترون با پخش كننده رزونانس در داخل پرتو راكتور و پرتوی پخش شده فیلتر میوشد. بنابراین در اداره ملی استاندارد  (NBS) پخس كننده Mn در ارتباط با Ti + Sc استفاده میشود تا 97 درصد دسته‌های خالص 2 كیلو الكترون ولت نوترونها استفاده شوند. میل و هاروی از Mg و S استفاده شده كه پرتوی فیلتر شده kev 75 استفاده شود و Ti و M با فیلتر Fe پخش می‌شود تا پرتو Kev  14 بدست آید پس پخش كنده Co با Ni و Fe پرتو Kev 5/4 را نشان میدهد و فیلتر  پرتو ev 500  را با پخش كننده Nd و فیلتر Zn یك پرتو ev 400 را نشان می‌دهد.

پرتوهای فیلتر شده مواد اولیه مودر استفاده است. U و Sc و fe و si  برای پرتوهای فیلتر شده در 186/0 ، 2 ، 3/24 ، 55 ، 144، و 2350 kev عنوان میشوند. در فیلترهای ایزوتوپ‌های جدا شده Er ، N ، zn ، sr ، zn ، Ni، e ، Cr پیشنهاد شده تا پرتوهای مربوطه و اطلاعات آن با كارر امروزی جهت طرح‌هی متغیر مناسب باشد ولی تمام این معیارات و طرح‌ها لازم است تا فیلتر ایزوتوپها جداگانه دیده شوند. در حالت خاص اطلاعاتی برای رسیدنت به انرژی بالاتر و جود دارد تا شدت خوب و نسبت سیگنال به زمینه در منطقه در مورد علاقه و انرژی آن بدست آوریم. مثالی از كل بخش مربوط به معیارات در كل كاربرهای فیلترها در شكل 4. Vtii  و برای  نشان داده شده است.

معیاراتی برای طرح فیلترها

این فیلترهای پنجره برای پرتوهای نوترون‌ها ابتدا بسط می‌یابند. برخی از آزمایشات در پرتوها نیاز به نوترون دارند تا در دستة‌ باریكی با انرژی مناسب و انرژی ویژه در هر یك از ده دهه دیده شوند. مشكل Viii دو مشكل فیلترها را نشان میدهد كه در یك رآكتور عمل میكند. فیلتربندی و ماده مربوط در این مثال fe است كه در نیمه راه لوله پرتو قرار می‌گیرد كه به پورت پرتوی راكتور فر برده میشود. این فضای بین Fe و لوله با صفحات پر میشود و در این مثال Al و S به مواد خاص اضافه میشود تا مواد فیلتر بندی ابتدایی استفاده شوند. پورت پرتو شكلa  5 Viii در مسیر مستقیم قرار می‌گیرد و سوخت رآكتور را نشان میدهد. پورت پرتو در مشكل b 5 Vtii  نسبت به انعكاس و همزه در نزدیك هسته قرار می‌گیرد در جهت مستقیم نوترونها در جهت موفقیت نمونه قرار می‌گیرد.

تجارب زیادی برای فیلترها بدست آمه است و حاكی است از عواملی كه باید برری شوند كه این طرح‌ها از فیلتر پرتو خواهد بود. حداكثر جریان نوتورن تك انرژی در موقعیت نمونه قرار دارد ولی لازم نیست بین متغیرها با بزرگترین قطر استفاده میشود و مواد فیلتر بندی باید به حد كافی در منطقه پرتو ایجاد شود كه از تمام نقاط در منبع و صفحه منعكس كننده از فیلتر می‌گذرد و به نمونه میرسد. برای فیلترهایی كه هزینه بردار است هزینه كمتر را انخاب كنید. اگر لازم باشد یك آزمایش را در نظر بگیریم پرتو باید به فیلتر اضافه شود. اگر  ما دو فیلتر به هسته راكتور خیلی نزدیك باشد بسیاری از نوترونها با انرژی ناخواسته در پرتو نشان داده میشود. بنابراین ما دو فیلتر بندی باید در نیمه راه بین منبع و وجه خارجی صفحات بیولوژیكی قرار می‌گیرد.

اجزاء یا ایزوتوپ‌ها برای ماه فیلتر انخاب میشود تا بخش در حداقل پنجره كمتر از 5/1 نوتورن درحد متوسط با انرژی دیگر مشخص باشد. ضخامت فیلتربندی انتخاب شده حدود 1/0 نوترونها است كه انرژی را به فیلتر می گذرانند. عامل 5/1 نشان میدهد كه نوترونها با انرژی دیگر در انتقال  است ولی نوترونها منبع اسپكتروم و طیف است كه نسبت به نوترون در پنجره و سنجیده میشود. اغلب دسته‌ای در پنجره حدود 200/1 كل طیف نوترون‌هاست. اگر این فاكتورها به نسبت 5/1  باشد در جه خلوص پرتو 98/0 است. مواد فیلتر با نسبت مقطع بزرگتر از 5/1 ثابت نمی‌شود كه نسبت 10/1 را نشان دهد ولی این پنجره توخالی در مقطع فیلتربندی سایه بندی میشود و مواد فیلتر بیندی ثانویه را نشان میدهند.

اغلب تغییرات انرژی دیده میشود از فیلتری دیگر ، بنابراین فیلترهای قابل تعویضی لازم است در دانشگاه راكتور تحقیقات میسوری (MURR) با فرو بردن لوله فیلتر و حذف آن كار میشود. و در عرض چند دقیقه میتواند راكتور را خاموش كند. روش ساده برای فیلترها برای چرخاندن پرتوهاست HFBR (راكتور پرتو با فلوی بالا) در بروفاوان شامل فیلترهایی است در خارج از صفحات بیولوژیكی .

این صفحات در اطراف طولانی‌تر است پس از فیلتر MTR, Fe از مخلوط فولاد زنگ ترن و برنج استفاده میشود كه فیلتر Sc استفاده میشود  تا Ni و Ti بعنوان صفحات بكار میروند. دو یا چند عنصر لازم است تا پنجره‌ها بوسیله دیگری سایه‌دار شوند. از مخلوط بتون، آهن، سرب، آلومینویم بعنوان صفحه‌ای استفاده میشود. مواد متغیر با هر یك از صفحات ومرحله بندی میشوند. این مراحل جلوگیری می كنند تا فواصل با آب موجود تحت تأثیر اشعه گاما نباشد و Al طوری عمل می كند كه مراقب باشیم آب یا Al منبعی در صفحه بیولوژیكی به حساب میآید ولی در این فاصله هوا هم وجود  دارد.

دومین و سومین ، دو فیلتر بندی شده لازم است استفاده شود تا مواد فیلتر بندی اولیه مشخص شود و مواد ثانویه نزدیك به پنجره است و مقطعی از مواد اولیه را  نشان می‌دهد. این مواد به نسبت 5/1 یا كمتر در پنجره با متوسط مقطع تمام انرژیها تنها 2/1 است ولی این مواد ثانویه Al و S مؤثر هستند و همراه Fe و Ti ،  Co به فیلترها اضافه میشود و S به فیلتر Si اضافه میشود.

این مواد ثانویه درجه خلوص را بالا میبرند و اشعه گاما را كاهش میدهند و همیشه از راكتورها خارج میشود.

چند روش دیگر برای پیشرفت در جه خلوص پیشنهاد شده است. این پورت پرتو در بالاترین موقعیت فلو نزدیك هسته ترجیح  داده میشود به نقطه پرتو در نقاط از سوخت نوترونها كه پخش میشود آسان‌تر متغیر میشوند و انرژی بالایی را خواهند داشت. و این نوترونهای نومتر آسانتر فیلتر میشود و شامل انرژی بالاتری هستند و این فلوی گاه نومتر است نسبت به فولی گاه از سوخت مطرح میشود. فیلترها ر NBS از سوخت مستقیم استفاده میوشد. منگنز رزونانس پراكندگی در Kev 38/2 دارند كه kev2 به پایین لوله كشیده میشود و nBVS تشخیص داد كه فیلتر sc با فاكتور درجه خلوص 98/0 با فیلترهای Sc، با فاكتورها درجه خلوص 98/0  با فیلترهای SC دارای فاكتور 8/0 – 7/0 است.

در توسعه فیلترهای 238  مواد دیگری شناسایی شد كه در پنجره‌هایی ev186 خواهد بود. پس چند ماده انتخاب شد تا این بخش‌ها با پنجره انرژی بالاتر در 238  مشخص شود. پیشرفت در خلوص پرتو با اضافه شدن Se ، Mn ، Ge ایجاد میشود تا به فیلتر 238 سنجیده شوند.

این پرتوهای فیلتر شده همیشه انرژی دارند تا به آسانی معیاری را در سابقه به كار گیرند. و ارزش دارد تا به آسانی معیاران را در نظر گیرند. سمیسون و دیگران روش «اختلاف فیلتر» را در نظر می گیرند. كه در آن ماده منتخب دارای رزومانسی است كه به پنجره سایه می اندازد و نسباً پایین است و انرژی نوترون را به كار می‌گیرد و معیارات شدت پرتو مطابق با نوترون غیر دسه‌ای است و فیلتر Fe  و Ti  S با Si و W با U همراه است.

بررسی طرح‌ها با مواد فیلترهاست كه به آسانی با آن سر و كار دارند. اسكاندیوم، Al و S و Si و U كاملاً ثابت هستند و كالم میشوند كه در نوترون و گاما دیده میشوند. S معمولاً به قوطی آلومینیوم باید دیواره قلع می‌چسبد. متأسفانه شكل ثابتی از  دیده نمی شود و شناسایی   مایع باید استفاده شود .  گازی در فیلترها با نیتروژن مایع استفاده میشود.

گازی فشرده میشود و فیلتر  حدود  در میدان اشعه تغییر می‌كند و خطرات احتراق دارد. پس مایع فیلتر  در MURR در خارج از صفحه بیولوژیكی قرار می‌گیرد و به آسانی نمی توان با آن كار كرد. مواد متغیر رادیواكتیور میوشند ولی باید به آسانی با آن سر و كار داشت. چون اكثر فعال سازی ایجاد شده با نوترون حرارتی صفحه Li ، B ، Cd را در پایانه داخلی‌ ماده فیلتر كمك بر كاهش فعال سازی میكند.

برای دریافت متن کامل به لینک دانلود مراجعه نمایید.